Microstructural characterization of Al/Fe functional graded materials

科学家完成铝/铁功能梯度材料的微观结构表征

土耳其巴勒克西尔大学Aytekin Ulutaş揭示多齿铣刀在皮质骨纵向扭转超声振动辅助切削中的切削性能。相关论文于2025年8月6日发表在国际学术期刊《复合材料与先进材料》上。

研究人员采用粉末冶金法制备了具有不同微观结构的铝/铁功能梯度材料。通过制备铝粉和铁粉，按梯度比例逐层混合，并采用热压技术进行压制，研究人员成功获得了四层结构的FGM复合材料。各层按以下成分梯度堆叠：表层为铝铁重量比80:20（第一层），随后依次为60:40（第二层）、40:60（第三层）和20:80（第四层）。

研究人员利用X射线衍射、扫描电子显微镜及能量色散X射线光谱对层间界面分布进行了表征。数据显示，铝和铁在各梯度层中均呈现均匀分布结构。随着铁含量增加，铝相中形成孔隙现象。通过Scherrer-Warren方程，研究人员计算了XRD分析中的晶粒尺寸与晶格参数，并采用维氏压痕法测定了FGM各梯度层及层间界面的硬度。

结果表明，随着铁含量提升，FGM复合材料的微观结构与力学性能均显著增强，其中第四梯度层（20%铝+80%铁）表现出最优的界面层微观结构，其梯度层硬度最高达105.75 HV，层间界面硬度为97 HV。

Composites and Advanced Materials

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